Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Метрология и метрологическое обеспечение

Диссертационная работа:

Клевакин Евгений Александрович. Разработка и исследование модели точности измерительных каналов энергии теплоносителя и модели распределения потребленной энергии : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.15 / Клевакин Евгений Александрович; [Место защиты: Сиб. гос. геодез. акад.].- Екатеринбург, 2009.- 107 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/602

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы

Согласно утвержденной распоряжением правительства РФ № 1234-р от 28 августа 2003 года энергетической стратегии России на период до 2020 года энергоемкость выпускаемой продукции необходимо уменьшить к 2010 году на 27 %, а к 2020 году - на 55 %. В связи с этим промышленным предприятиям необходимо определять фактическое энергопотребление на основе измерений. На основании требований Федеральных законов № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» и № 28-ФЗ «Об энергосбережении» и в условиях роста цен на энергоносители энергогенерирующие предприятия и потребители энергии заинтересованы в повышении точности средств, используемых для измерений энергии теплоносителя.

В России широкое распространение получили открытые системы теплоснабжения, характеризующиеся наличием невозврата теплоносителя в систему теплоснабжения, в основном, вследствие его поступления на горячее водоснабжение (ГВС).

Измерения потребленной энергии теплоносителя осуществляются измерительным каналом (ИК) энергии, входящим в состав измерительной системы, по используемому в нем уравнению измерений. К настоящему времени разработаны и утверждены типы более 1 000 измерительных систем, имеющих в своем составе конфигурации ИК энергии для открытых систем теплоснабжения, реализующие около десятка различных уравнений измерений.

Так как погрешность ИК энергии зависит от погрешности значительного количества ИК параметров теплоносителя, используемого в нем уравнения измерений, а у конфигураций ИК энергии для открытых систем теплоснабжения -и от режима потребления энергии, ее определение экспериментальными методами технически сложно и экономически дорого. При этом существующие способы расчета погрешности ИК энергии дают различные результаты.

Существование различных точек зрения о величине, измеряемой в системах теплоснабжения (количество теплоты или энергия), значительное количество уравнений измерений и способов расчета погрешности ИК энергии, а так-, же отсутствие первичного эталона энергии теплоносителя усложняет сопоставление погрешности ИК энергии измерительных систем разных изготовителей.

Таким образом, для формирования условий эффективного производства и потребления энергии актуальными задачами являются: разработка и исследование модели точности ИК энергии и модели распределения потребленной энергии на отопление и на ГВС, а также разработка принципа распределения небаланса энергии между производителем и потребителем. Решение этих задач, предложенное в работе, позволяет формировать оптимальные по точности ИК энергии, определять оптимальные по критерию точности режимы потребления энергии и дает возможность объективно распределять небаланс энергии между производителем и потребителем.

/

/

Цель работы и задачи исследований

Цель работы - повышение точности измерений потребленной энергии и эффективности ее распределения в открытых системах теплоснабжения. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

  1. провести анализ уравнений измерений, соответствующих им конфигурации ИК энергии и способов расчета их погрешности;

  2. разработать и исследовать модель точности ИК энергии, сформировать с помощью модели оптимальные по точности и стоимости конфигурации ИК энергии;

  3. провести экспериментальные исследования, подтверждающие результаты, полученные с помощью модели точности ИК энергии;

  4. разработать и исследовать модель распределения потребленной энергии на отопление и на ГВС;

  5. разработать принцип распределения небаланса энергии между производителем и потребителем.

Методы исследований

При решении задач, поставленных в работе, использовались методы технической термодинамики, математического анализа, теории измерительных систем, теории погрешностей, а также имитационного моделирования при экспериментальных исследованиях.

Научная новизна:

предложена модель, устанавливающая зависимость погрешности измерительных каналов энергии различных конфигураций от погрешности измерительных каналов параметров теплоносителя и режима потребления энергии, выраженного через предложенный коэффициент невозврата теплоносителя и коэффициент понижения его температуры;

экспериментально подтверждены результаты, полученные с помощью модели точности измерительных каналов энергии. Установлены вклады погрешности измерительных каналов каждого из параметров теплоносителя в погрешность измерительных каналов энергии;

предложена модель, отражающая зависимость составляющих энергии теплоносителя, потребляемых системой отопления и системой ГВС в открытых системах теплоснабжения, от режима потребления энергии в виде коэффициента распределения энергии на отопление и коэффициента распределения энергии на ГВС;

предложен принцип распределения небаланса энергии в системах теплоснабжения между производителем и потребителем, основанный на зависимости от точности используемых ими измерительных каналов энергии.

Практическая значимость:

- модель точности дает возможность формировать оптимальные по точно
сти и стоимости конфигурации измерительных каналов энергии при проектиро
вании, а также проводить анализ точности измерительных каналов энергии при
эксплуатации;

модель распределения потребленной энергаи дает возможность рассчитывать составляющие энергии, потребляемые системой отопления и системой ГВС, и определять оптимальные по критерию точности режимы потребления энергии для системы отопления и системы ГВС;

принцип распределения небаланса энергии дает возможность распределять небаланс энергии в системах теплоснабжения между производителем и потребителем в соотношении, зависящем от точности используемых ими измерительных каналов энергии.

Реализация результатов работы:

на основе модели точности ИК энергии разработана методика расчета погрешности ИК энергии комплексов учета энергоносителей ТЭКОН-20К, разработанных ООО «ИВП Крейт», Госреестр СИ РФ № 35615-07. Результаты внедрены при выполнении НИР «Испытания для целей утверждения типа комплексов учета энергоносителей ТЭКОН-20К»;

сформированы оптимальные по точности и стоимости конфигурации ИК энергии измерительных комплексов ЭЛЬФ, разработанных ООО «НПП Урал-технология», Госреестр СИ РФ № 32552-06;

результаты работы использованы в разработанном с участием автора в рамках программы национальной стандартизации на 2007 г. (поз. 3.1.0.053-1.001.07) национальном стандарте ГОСТ Р 8.642-2008 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем узлов учета тепловой энергии. Основные положения»;

результаты экспериментального исследования программного обеспечения «Модель точности ИК энергии теплоносителя» подтверждены свидетельством об аттестации программного обеспечения № РТ.221.003-08.

Основные научные положения, выносимые на зашиту:

. - предложенная модель точности устанавливает зависимость погрешности измерительных каналов энергии от погрешности измерительных каналов параметров теплоносителя и режима потребления энергии через коэффициент невозврата теплоносителя и коэффициент понижения его температуры и дает возможность формировать оптимальные по точности и стоимости конфигурации измерительных каналов энергии;

предложенная модель распределения потребленной энергии отражает зависимость коэффициентов распределения энергии на отопление и на ГВС от режима потребления энергии через коэффициент невозврата теплоносителя и коэффициент понижения его температуры и дает возможность определять оптимальные по критерию точности режимы потребления энергии для системы отопления и системы ГВС;

предложенный принцип распределения небаланса энергии устанавливает зависимость распределения небаланса энергии в системах теплоснабжения между производителем и потребителем от точности используемых ими измерительных каналов энергии и является критерием для повышения их точности.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на IX Всероссийской научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение учета энергетических ресурсов» (Сочи, май 2007 г.), на IV Международной научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, октябрь 2007 г.), а также на заседаниях научно-технического совета Уральского научно-исследовательского института метрологии (г. Екатеринбург), Сибирского государственного научно-исследовательского института метрологии (г. Новосибирск) и семинарах, проводимых в Сибирской государственной геодезической академии (г. Новосибирск).

Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 7 научных статьях, 3 из которых опубликованы в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net